Industrieanlagen und rotierende Maschinen

Die Energieeffizienz ist wegen der hohen schwankenden Kosten und Verfügbarkeit der Energie eine grundlegende Anforderung für moderne Industrieanlagen und Strömungsmaschinen. Je nach Anwendung liegt der Schwerpunkt auf der Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs oder auf der Erhöhung der Maschineneffizienz. Zur Erfüllung der Ziele suchen die Entwickler nach Möglichkeiten, um alle Aspekte der Maschinen-Leistung zu verbessern.

Die Verbesserung der Maschineneffizienz führt im Allgemeinen zu geringeren Kohlendioxidemissionen, aber die Ingenieure müssen außerdem den Ausstoß von NOx, SOx, unverbrannten Kohlenwasserstoffen und Ruß kontrollieren. Da Maschinen öfter geregelt werden, im Off-Design arbeiten und verschiedene Brennstoffe einsetzen, wird es immer schwieriger die Emissionsziele einzuhalten.

 

Anwendungsbeispiele

Geringer Kraftstoffverbrauch, erhöhte Maschineneffizienz

Zur Verringerung der Kraftstoffverbrennung oder zu Erhöhung der Effizienz von Industrieanlagen untersuchen die Entwickler alle Komponenten und technischen Größen, die sich auf die Maschinenleistung auswirken können: Turbine, Verdichter, Brennkammer, Einlass und Auslass sowie Aero-/Hydrodynamik, thermische Effekte, Verbrennung, Mechanik und Dynamik.

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Verbesserung der Haltbarkeit und Zuverlässigkeit

Hohe Brenntemperaturen können die Produktlebensdauer verkürzen; eine geeignete Strategie für das thermische Management kann schädliche Effekte abmildern.

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Erweiterung des Maschinen-Arbeitsbereichs

Im Industrieanlagenbau werden Turbomaschinen an ihre Grenzen gebracht. Sie müssen über einen größeren Betriebsbereich zuverlässig, effizient und mit minimalen Leistungseinbußen arbeiten.

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Reduzierung von Abgasen

Die Reduzierung der CO2-Emissionen erfordert höhere Maschinen-Wirkungsgrade und damit oft auch höhere Brenntemperaturen.

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Branchen

Komprimieren und Fördern von Gasen

Die Verringerung des Energiebedarfs ist ein vordringlicher Aspekt für die Anbieter von Strömungsmaschinen für Anwendungen im Automobilbau, in chemischen Prozessen, im Bereich Öl und Gas sowie in der Klimatechnik. Effiziente Verdichter, Turbinen, Pumpen und Gebläse reduzieren den Energieverbrauch und damit auch die Betriebskosten von Anlagen und Gebäuden. Geringe Instandhaltungskosten tragen zu niedrigen Betriebskosten bei.

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Hydraulische Maschinen

Effizienz, betriebliche Flexibilität und Zuverlässigkeit sind kritische Parameter für hydraulische Maschinen aller Art. Hydraulikturbinen müssen einen sehr hohen Wirkungsgrad aufweisen, und die Anlagen sollen über einen größeren Betriebsbereich arbeiten und häufige Zyklen durchlaufen. Ähnliche Anforderungen bestehen für Pumpen, Drehmomentwandler für Fahrzeuge und Strahlantriebe für Schiffe einschließlich der Schiffsschrauben.

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Thermische Turbomaschinen

Die Reduzierung des Brennstoffverbrauchs aus wirtschaftlichen und betrieblichen Gründen ist eine grundlegende Anforderung für die meisten Flugzeugtriebwerke, Hilfsaggregate sowie Gas- und Dampfturbinen. Geringe Abgase, weniger CO2-Ausstoß sind angesichts öffentlicher Bedenken und zunehmender staatlicher Vorschriften im Vordergrund.

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Windkraftanlagen, Flugzeugpropeller und Rotoren

Ein wichtiges aerodynamisches Problem von Windkraftanlagen, Flugzeugpropellern und Rotoren ist die mangelnde Strömungsführung aufgrund von geringer Stabilität der Schaufeln. Daher lauten die Anforderungen hohe Leistungserzeugung und aerodynamische Effizienz über einen großen Bereich von Strömungswinkeln. Zuverlässigkeit und Sicherheit sind aufgrund der Unzugänglichkeit und aus Gründen der menschlichen Sicherheit ebenfalls vorrangige Kriterien.

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